Следующая и последняя встреча Баранова с сотрудником ЦРУ состоялась в апреле 1991 года. На ней ему рекомендовали по возможности больше не пользоваться тайниками, принимать инструкции по радио и выплатили 1250 рублей на ремонт личного автомобиля «Жигули», который он разбил в аварии. После этой встречи Баранов понял, что его надежды на бегство из СССР при помощи ЦРУ несбыточны. Вот что он говорил об этом во время следствия:

«Ни условия, ни способы и сроки возможного вывоза меня и семьи из СССР с американцами не обсуждались и до меня ими не доводились. На мой вопрос о возможной схеме вывоза в обоих случаях и в Дакке, и в Москве следовали заверения общего характера. Скажем, что мероприятие такого рода очень сложно и требует определенного времени и усилий для подготовки. Мол, такая схема будет доведена до меня позже… Довольно скоро у меня возникли серьезные сомнения в том, что такая схема когда-нибудь будет мне сообщена, а теперь… мои сомнения превратились в уверенность» [120] .

К концу лета 1992 года у Баранова не выдержали нервы. Посчитав, что на счете в австрийском банке у него должно находиться около 60 тысяч долларов, Баранов решает нелегально покинуть страну. Взяв на работе 10 августа три дня отгула, он купил билет на авиарейс Москва-Вена, предварительно оформив себе через знакомого за 150 долларов фальшивый заграничный паспорт. Но 11 августа 1992 года при прохождении пограничного контроля в «Шереметьево-2» Баранов был арестован, и на первом же допросе в военной контрразведке полностью признал свою вину.

Существует несколько версий того, как контрразведка вышла на Баранова. Первая была предложена контрразведкой и сводилась к тому, что Баранова вычислили в результате слежки за сотрудниками ЦРУ в Москве. Согласно этой версии сотрудники наружного наблюдения в июне 1990 года обратили внимание на интерес оперативников ЦРУ в Москве к телефонной будке у станции метро «Кировская» и на всякий случай взяли ее под контроль. Через некоторое время в будке был зафиксирован Баранов, совершавший действия, весьма похожие на постановку условного сигнала. Спустя некоторое время Баранов вновь появился у той же будки, после чего его взяли в оперативную разработку и в момент попытки незаконного выезда из страны задержали. По второй версии Баранов попал в поле зрения контрразведки после того, как продал свои «Жигули» за 2500 дойчмарок, что в 1991 году попадало под ст.88 УК РСФСР. Следующая версия сводится к тому, что пограничники, убедившись, что загранпаспорт Баранова поддельный, задержали нарушителя, а тот на допросе в контрразведке просто струсил и раскололся. Но наибольшего внимание заслуживает четвертая, самая простая версия: Баранова сдал все тот же О.Эймс.

После ареста Баранова началось долгое и скрупулезное следствие, во время которого он всячески старался принизить нанесенный им ущерб. Так, он настойчиво убеждал следователей, что все сведения, переданные им ЦРУ, являются «секретами Полишинеля», поскольку давно известны американцам от других перебежчиков, в том числе от Д.Полякова, В.Резуна, Г.Сметанина и других. Однако следователи с ним не согласились. По словам начальника пресс-службы ФСБ А.Михайлова в ходе следствия было установлено, что «Баранов сдавал разведывательную сеть родного ГРУ на территории других стран», «сдал достаточно много людей, в основном связанных с ГРУ, а также агентов», «серьезно подорвал работу своего ведомства» [121] . Из-за деятельности Баранова были исключены из действующей агентурной сети многие агенты и свернута работа с доверенными лицами, изучаемыми и разрабатываемыми, с которыми он поддерживал контакты. Кроме того, была ограничена оперативная работа известных ему офицеров ГРУ, «расшифрованных» с его помощью американцами.

В декабре 1993 года Баранов предстал перед Военной коллегий Суда Российской Федерации. Как было установлено судом, часть сведений, переданных Барановым ЦРУ, уже была ему известна и, что было подчеркнуто особо в приговоре, действия Баранова не повлекли за собой провала известных ему лиц. Учитывая эти обстоятельства, суд под председательством генерал-майора юстиции В.Яськина 19 декабря 1993 года вынес Баранову крайне мягкий приговор, назначив ему наказание ниже допустимого предела: шесть лет колонии строгого режима с конфискацией изъятой у него валюты и половины принадлежащего ему имущества. Кроме того полковник Баранов не был лишен своего воинского звания. Определенный ему судом срок Баранов отбывал в лагере «Пермь-35».

Александр Волков, Геннадий Спорышев, Владимир Ткаченко